Análise Térmica

Os argilominerais apresentam características de comportamento térmico semelhantes, como perda de água e transformações de fases. Em virtude disso, a seguir temos

um “roteiro” do comportamento de uma argila em diferentes temperaturas.

Nas Figuras 20 a 22, podemos observar um pico endotérmico a 100°C, esse pico marca a saída de água por evaporação. A 500° C podemos observar nas Figuras 20 e 22 a ocorrência de um outro pico endotérmico a 500° C que marca a transição de Caulinita para meta-Caulinita essa reação é muito fraca na Figura 21 possivelmente pela substituição de alguns sítios de Al3+ por Fe3+. As amostras analisadas apresentam baixíssimos teores de matéria orgânica que fica evidenciada por um pico endotérmico a 470°C. Em torno de 570°C ocorre a

transição de quartzo α para quartzo β que fica evidenciado pelo pico endotérmico nesta posição

em todas as amostras. Entre 950 e 960°C ocorre a transformação de meta-caulinita em mulita e em 900°C ocorre a quebra das ligações do carbonato de cálcio formando óxido de cálcio.

Figura 20 – TG-DSC Amostra CA NAT.

Fonte: Elaborada pelo autor.

Figura 21 – TG-DSC CC NAT.

Figura 22 – TG-DSC CB NAT.

Fonte: Elaborada pelo autor.

5.7 Fluorescência de Raios-X

As medidas de Fluorescência de Raios-X (FRX) foram realizadas no Laboratório de Raios-X do departamento de Física-UFC.

Os resultados obtidos encontram-se expressos em forma de óxidos no Quadro 5 a seguir.

Quadro 5 – Quadro de fluorescência de Raios-X.

CA % CB % CC % K FELD % SiO2 55,244 52,573 52,573 54,984 TiO2 3,3743 3,1929 2,9486 ND Al2O3 11,406 11,08 11,08 9,8626 FeO 18,597 24,209 23,232 0,1515 MnO 0,3796 0,258 0,2792 ND MgO 0,9788 ND ND ND CaO 2,8721 3,2959 1,6258 ND K2O 6,955 6,9734 7,3424 33,491 P2O5 ND ND ND 0,7752 Rb2O 0,0838 0,0788 0,1107 0,7364 SrO 0,0734 ND ND ND ZnO ND 0,0836 ND ND ZrO2 ND 0,2639 0,2745 ND LOI 12,83 8,12 8,33

De acordo com a tabela acima é possível identificar a ocorrência de óxidos fundentes como CaO e K2O com teores variando entre 1,6 e 3,3% para o CaO e 6,95 e 7,34% para o K2O. Os compostos de FeO e MnO conferem cor ao material, o FeO forma cor vermelha e o MnO confere cor marrom ao material. O alto teor em Al2O3 pode ser justificado pela adição de material não plástico a massa cerâmica, a fim de melhorar a trabalhabilidade das peças cerâmicas e reduzir a formação de trincas e empenos durante a secagem na etapa pré-queima. Os teores de óxidos de ferro são suficientes para fornecer à massa cerâmica a coloração vermelha característica.

Quanto à ocorrência de eflorescências, a não observação de sais sulfetados nas massas cerâmicas estudadas indica possibilidade de não formação de eflorescências de secagem e de forno (VERDUCH & SOLANA, 2000).

5.8 Difração de Raios-X

Os difratogramas obtidos a partir da análise das massas cerâmicas mostram características semelhantes (Figura 23). Foi realizada ainda a análise do componente experimental adicionado às massas cerâmicas estudadas. Os difratogramas foram tratados utilizando o Software X’pert High Score Plus e a base de Dados PDF-2 do ICSD.

Figura 23 – Difratograma de massa cerâmica utilizada pela Cerâmica "A" Esmectita (Sme), Ilita (ILL), Caulinita (Kln), Quartzo (Qtz) e Magnetita (Mag).

Fonte: Elaborada pelo autor.

Para análise das massas cerâmicas por DRX, neste trabalho são necessários tratamentos adicionais como aquecimento das amostras a 500°, pipetagem, e glicolagem. Estes procedimentos são realizados com intuito de se obter uma alíquota mais representativa dos argilominerais presentes na amostra (Figura 24).

Figura 24 – Difratograma da cerâmica "A" com diferentes tratamentos. Natural, separação por Pipetagem, Glicolada, e calcinada a 500°C.

Fonte: Elaborada pelo autor.

Através do procedimento de pipetagem é possível obter um concentrado de argilominerais, facilitando assim a identificação das fases minerais presentes nas massas cerâmicas estudadas como representadas nas Figuras 25 e 26. Com o procedimento de glicolagem é possível observar o incremento de alguns grupos de argilominerais.

Figura 25 – Difratograma da cerâmica “A” na fração argila com mineralogia identificada: Nont

– Nontronita, ILL – Ilita, FeO – Óxido de Ferro e Qtz – Quartzo.

Fonte: Elaborada pelo autor.

Figura 26 – Difratograma comparativos entre amostra natural obtida por pipetagem e a amostra

“A” glicolada.

Para o grupo das Esmectitas é possível observar a interação que o ocorre no processo de glicolagem, com este procedimento há expansão do pico característico (001) de

1η,4Ǻ para 17,ηǺ como pode ser observado nas Figuras 27, 28, 29 e 30.

Figura 27 – Difratograma da cerâmica “B” na fração argila com mineralogia identificada: Nont

– Nontronita, ILL – Ilita, FeO – Óxido de Ferro, Qtz – Quartzo e Or – Ortoclásio.

Fonte: Elaborada pelo autor.

Figura 28 – Difratograma comparativos de amostra natural e glicolada.

Fonte: Elaborada pelo autor.

Figura 29 – Difratograma da cerâmica “C” na fração argila com mineralogia identificada: Non- Nontronita, ILL – Ilita, FeO – Óxido de Ferro, Qtz – Quartzo e Or – Ortoclásio.

Figura 30 – Difratograma comparativos de amostra “C”natural e glicolada.

Fonte: Elaborada pelo autor.

Quando submetidas a aquecimento alguns argilominrais sofrem transição de fases podendo até ocorrer a formação de fases amorfas como podemos observar nas Figuras 31, 32 e 33. A partir da observação dos picos da caulinita (SOUSA,2014) Onde os picos de nontronita foram amorfizados após a queima a 500°C e os de caulinita perderam intensidade. Na Figura 34 observamos o padrão de difração do feldspato utilizado.

Figura 31 – Difratograma comparativo entre as amostras CA (natural), CAG (Glicolada), CA 500°C.

Fonte: Elaborada pelo autor.

Figura 32 – Difratograma comparativo entre as amostras CA (natural), CBG (Glicolada), CC 500°C.

Figura 33 – Difratograma comparativo entre as amostras CC (natural), CCG (Glicolada), CC 500°C.

Fonte: Elaborada pelo autor.

Figura 34 – Feldspato potássico adicionado a mistura cerâmica.

Fonte: Elaborada pelo autor.

Os argilominerais encontrados nas três amostras foram: caulinita, ilita, nontronita. Os minerais não argilosos encontrados foram: quartzo e microclina.

A caulinita aparece, geralmente, sob forma 2M (sistema monoclínico), com sua fórmula química expressa por Al2Si2O5(OH)4, com seu d (001) igual a 7,1Å, às vezes associada ao quartzo.

A ilita aparece em algumas porções, (sistema monoclínico), com sua fórmula química expressa por KAl2(Si3AlO10)(OH)2, com seu d(001) em torno de 10Å.

A nontronita ocorre sob a fórmula empírica

Fe23+,Al,Mg,Fe)2(AlSi)4O10(OH)2.nH2O e sofre interações com a solvatação por etileno glicol expandindo o pico característico (001) de 15,4 Å para 17,5 Å e quando submetida a aquecimento sofre retração com sua distância interplanar final em torno 10 Å.